Miks plahvatavad liitium-ioonakud?
Kui liitium-ioonakud on üldiselt uskumatult ohutud, siis nad väga aeg-ajalt süttivad või plahvatavad. Kui see juhtub, nagu Samsungi Galaxy Note 7 fiasko või HP uuema sülearvuti meeldetuletusega, on see alati suur uudis. Mis siis toimub ja miks patareid mõnikord paukaga välja tulevad? Uurime välja.
Kaasaskantava seadme revolutsiooni eest vastutavad laetavad liitium-ioon akud, nagu sülearvuti, telefoni, tahvelarvuti ja päris palju kõik teised kaasaegsed vidinad, samuti elektrilised autod ja lennukid. Ilma liitium-ioonakuteta ei saaks ma seda artiklit kohvikus istuda. selle asemel oleksin vaja kogu aeg vooluvõrku ühendada.
Mis on liitium-ioonaku sees?
Et mõista, miks liitium-ioonakud mõnikord ei õnnestu, peate teadma, mis toimub kapoti all. Iga liitium-ioonaku sees on kaks elektroodi - positiivselt laetud katood ja negatiivselt laetud anood eraldatud õhukese „mikropereeritud” plastikuga, mis hoiab mõlemad elektroodid puudutamast. Liitium-ioon aku laadimisel lükatakse liitiumioonid katoodist elektri kaudu läbi separaatori ja elektrit juhtiva vedeliku mikrotagastuste ja anoodiga. Kui aku tühjeneb, juhtub tagurpidi, kui liitiumioonid voolavad anoodist katoodi suunas. See on reaktsioon, mis võimendab teie sülearvutit.
Väikestel patareidel, nagu nutitelefonid, on tavaliselt ainult üks liitium-ioonrakk. Suurematel patareidel, nagu sülearvutitel, on tavaliselt 6 kuni 12 liitium-ioonrakku. Elektriautode ja lennukite akudel võib olla sadu rakke.
Mis teeb liitium-ioonaku plahvatuse?
Ainus asi, mis muudab liitium-ioonakud nii kasulikuks, on ka see, mis annab neile ka tulekahju või plahvatuse. Liitium on energia salvestamisel väga suur. Kui see vabaneb, siis see volitab telefoni kogu päeva. Kui see kõik ühekorraga vabaneb, võib aku plahvatada.
Jaapani lennufirma Boeing 787 liitium-ioon aku põles 2013. aastal. Enamik liitium-ioonakude tulekahjudest ja plahvatustest tulenevad lühise tekkimisest. See juhtub siis, kui plastist eraldaja ebaõnnestub ja võimaldab anoodi ja katoodi puudutamist. Ja kui need kaks kokku saavad, hakkab aku üle kuumenema.
On mitmeid põhjuseid, miks eraldaja võib ebaõnnestuda:
- Halb disain või tootmisvead: Aku on halvasti konstrueeritud, nagu ka Galaxy märkuse 7 puhul. Sellisel juhul ei olnud akude ja eraldaja jaoks piisavalt ruumi. Mõne mudeli puhul, kui aku laetud aku veidi laienes, painutasid elektroodid ja tekitasid lühise. Isegi hästi konstrueeritud aku võib ebaõnnestuda, kui kvaliteedikontroll ei ole piisavalt tihe või on mõni defekt tootmises.
- Välised tegurid: Äärmiselt suur soojus põhjustab peaaegu vigu. On teada, et akud, mis on liiga lähedal soojusallikale või tulekahju, on plahvatanud. Teine välistegur võib põhjustada ka liitium-ioonaku. Kui langetate telefoni liiga kõvasti (või liiga palju kordi), siis on võimalik, et eraldaja kahjustatakse ja elektroodid puutuvad kokku. Kui te akut purustate (kas juhuslikult või tahtlikult), siis tekib peaaegu kindlasti lühis.
- Laadija probleemid: Halvasti valmistatud või halvasti isoleeritud laadija võib kahjustada ka liitium-ioonakut. Kui akulaadija lähedale laadija laadib või tekitab soojust, võib see vigastuse tekitamiseks piisavalt kahjustada. Sellepärast soovitame kasutada ainult ametlikke laadijaid (või vähemalt kõrgekvaliteedilisi kolmandatele osapooltele tuntud kaubamärke). Liitium-ioon akud on varustatud kaitsevahenditega nende ülelaadimise peatamiseks. Kuigi need ohutusmeetmed ebaõnnestuvad, on väga harva, et ülelaadimine on aku ülekuumenemise hea viis.
- Thermal Runaway ja mitu rakku: Kuigi see ei ole seotud ühekordsete patareidega, nagu need, mis on leitud enamikus nutitelefonides (iPhone X-l on tegelikult kaks lahtrit), peab ainult üks akupatarei kogu aku väljumiseks nurjuma. Kui üks rakk on üle kuumenenud, saate dominoefekti, mida nimetatakse "termiliseks põgenemiseks". Patareide puhul, millel on sadu rakke nagu need, mis on Tesla mudelis S-termiline runaway, võib olla tõesti suur probleem.
Isegi kui uurida, miks patarei mõnikord ebaõnnestub, valab hirmuäratav pilt, liitium-ioon akud on turvaline ja küps tehnoloogia. Asjaolu, et aku plahvatab ootamatult, näitab alati, kui harva on need suured vead. Aku tootjad rakendavad palju kaitsemeetmeid, et vältida patareide ebaõnnestumist või vähemalt kahjustada vigastusi, mida viga võib põhjustada.
Foto krediit: wk1003mike / Shutterstock.com.
